Die ESK-SiC GmbH aus Frechen ist Hersteller von Siliciumcarbid (SiC) mit einer Jahresproduktionskapazität von etwa 30.000 Tonnen. SiC ist besonders hart und hitzeresistent und wird deswegen z.B. in der Schleifmittel- und Feuerfestindustrie verwendet, kann aber auch in keramischen Spezialanwendungen und im Solar- und Elektronikbereich zum Einsatz kommen. Roh-Siliciumcarbid wird konventionell über den Acheson-Prozess hergestellt. Hierfür werden Quarzsand und Petrolkoks in stöchiometrischen Mengen vermischt und mittels eines elektrischen Stroms auf über 2000 Grad Celsius erhitzt. Das macht den Prozess energieintensiv, und es entstehen eine Reihe von Schadstoffen (v.a. Staub, CO und Schwefelverbindungen). Pro Tonne SiC summieren sich die CO 2 -Emissionen insgesamt auf rund 4,2 Tonnen CO 2 . Beim Acheson-Verfahren entsteht SiC in verschiedenen Qualitätsstufen. Nur rund 55 Prozent des Roh-SiC ist von hoher Qualität. Von besonderer Bedeutung für technische Anwendungen ist jedoch qualitativ hochwertiges SiC mit hohem SiC-Gehalt (>98 Gewichtsprozent). Diese Qualität wird durch verschiedene Veredlungsschritte aus Roh-SiC hergestellt. Bei der Veredelung fallen rund 10-15 Prozent Aufbereitungsnebenanfälle an, die eine minderwertige Qualität aufweisen und als Zuschlagsstoff in der Metallurgie verwendet werden. Hierbei handelt es sich um ein klassisches Downcycling. Die ESK-SiC GmbH setzt in diesem Vorhaben das innovative RECOSIC-Verfahren ein, mit dem SiC-Abfälle zu SiC mit hoher Produktqualitäten recycelt werden sollen. Dabei sollen praktisch keine Abfallstoffe anfallen. Die SiC-Abfälle verfügen meist über kleine Korngrößen und enthalten unterschiedliche Verunreinigungen. Für eine hohe Produktqualität, die sich für technologisch anspruchsvolle Anwendungen eignet, müssen die Verunreinigungen entfernt, und zudem muss eine Kornvergrößerung erreicht werden. Vor dem Recycling wird das Ausgangsmaterial chargenweise untersucht, um die wichtigsten chemischen Parameter wie Si- und C- Gehalt und Fremdmetalle zu bestimmen. Anschließend wird das Material gemahlen und homogenisiert. Beim RECOSIC-Verfahren ist es durch Zugabe stöchiometrischer Mengen der Reaktionsedukte (SiO 2 oder Koks) möglich, den gewünschten SiC-Gehalt im Produkt einzustellen. Anschließend erfolgt eine thermische Behandlung unter Schutzatmosphäre. Dabei kommt es zu einem Kristallwachstum und zu einer Vergrößerung der SiC-Partikel. Gleichzeitig segregieren sich Verunreinigungen an den Korngrenzen und Oberflächen und können in der Nachbehandlung mechanisch oder chemisch leicht entfernt werden. Über Druck, Temperatur und Atmosphäre können die gewünschten Zieleigenschaften eingestellt werden. Während mit dem Acheson Verfahren rund 4,2 Tonnen CO 2 pro Tonne SiC entstehen, entstehen mit dem neuen RECOSIC-Verfahren 0,75 Tonnen CO 2 , das entspricht einer Einsparung an CO 2 -Emissionen von 82 Prozent. Diese Bilanz verbessert sich erheblich, wenn man berücksichtigt, dass beim konventionellen Acheson Verfahren nur eine Ausbeute von etwa 55 Prozent an hochwertigen Siliciumcarbid erreicht wird. Für eine Tonne HQ-SiC müssen rund 1,8 Tonnen SiC über das Acheson-Verfahren hergestellt werden, währenddessen im RECOSIC Verfahren nahezu ausschließlich hochwertiges SiC entsteht. Im Acheson-Prozess werden pro Tonne SiC 1,5 Tonnen Quarzsand und 0,9 Tonnen Petrolkoks benötigt. Diese benötigten Rohstoffe entfallen beim RECOSIC-Verfahren fast vollständig. Weiterhin sind die Emissionen von Staub, Schwefelverbindungen und CO deutlich geringer. Das Verfahren hat Modellcharakter für andere Unternehmen der Branche. Grundsätzlich können Nebenanfälle aus der SiC-Veredelung und SiC-Abfälle aus allen Anlagen der Industrie als Ausgangsmaterial verwendet werden. In Deutschland gibt es mehrere SiC verarbeitende Betriebe, deren Abfälle verwertet werden können und die Kapazität für das Recycling aufbauen könnten. Weiterhin ist das Verfahren, mit technischen Anpassungen, auch auf andere Keramikprodukte ausweitbar, was das Verbreitungspotential erheblich vergrößert.
Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: ESK-SIC GmbH
Bundesland: Nordrhein-Westfalen
Laufzeit: seit 2024
Status: Laufend
Mit Ende des Jahres 2024 müssen nach den "Regelungen für Einzelraumfeuerungsanlagen unter Verwendung von Feststoffen" alte Einzelraumfeuerungsanlagen Außerbetrieb genommen bzw. nachgerüstet werden. Welche Einzelraumfeuerungsanlagen betroffen sind, wird nachfolgend beschrieben. Unter Einzelraumfeuerungsanlage versteht man eine Feuerungsanlage, die vorrangig zur Beheizung des Aufstellraumes verwendet wird. Dazu zählen: offene Kamine vor Ort gesetzte Grundöfen Herde und Backöfen, Küchenöfen Industriell gefertigte Speicheröfen, Specksteinöfen Kaminöfen Kamineinsätze, Kachelofeneinsätze oder vergleichbare Ofeneinsätze Pelletöfen Saunaöfen Als feste Brennstoffe dürfen folgende Regelbrennstoffe eingesetzt werden, sofern die Feuerungsanlage nach Angaben des Herstellers für deren Einsatz geeignet ist: Steinkohlen, nicht pechgebundene Steinkohlenbriketts, Steinkohlenkoks Braunkohlen, Braunkohlenbriketts, Braunkohlenkoks Brenntorf, Presslinge aus Brenntorf Grill-Holzkohle, Grill-Holzkohlebriketts nach DIN EN 1860, Ausgabe September 2005 naturbelassenes stückiges Holz einschließlich anhaftender Rinde, insbesondere in Form von Scheitholz und Hackschnitzeln, sowie Reisig und Zapfen naturbelassenes nicht stückiges Holz, insbesondere in Form von Sägemehl, Spänen und Schleifstaub, sowie Rinde Presslinge aus naturbelassenem Holz in Form von Holzbriketts nach DIN 51731, Ausgabe Oktober 1996, oder in Form von Holzpellets nach den brennstofftechnischen Anforderungen des DINplus-Zertifizierungsprogramms „Holzpellets zur Verwendung in Kleinfeuerstätten nach DIN 51731-HP 5“, Ausgabe August 2007, sowie andere Holzbriketts oder Holzpellets aus naturbelassenem Holz mit gleichwertiger Qualität Stroh und ähnliche pflanzliche Stoffe (nur in automatisch beschickten Feuerungsanlagen, die im Rahmen der Typprüfung mit den jeweiligen Brennstoffen geprüft wurden) Die rechtlichen Rahmenbedingungen (z.B. einzuhaltende Emissionsgrenzwerte, Überprüfung durch Schornsteinfeger, einzusetzende Brennstoffe) sind in der 1. BImSchV festgeschrieben (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen). Im Folgenden sind Informationen zu den geltenden Anforderungen der verschiedenen Feuerungsanlagen zusammengestellt. Ansprechpartner für den benötigten Nachweis sind die Schornsteinfegerinnen und Schornsteinfeger. Fachfragen beantworten auch die Umweltämter der Landkreise und der kreisfreien Städte. (Kontaktdaten rechts). Antike Öfen Errichtung oder Herstellung vor 01.01.1950 keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Offene Kamine dürfen nur gelegentlich betrieben werden (weniger als 30 Tage im Jahr) zugelassene Brennstoffe: naturbelassenes, stückiges Holz Holzbriketts nach DIN 51731 keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Grundöfen Grundöfen sind Wärmespeicheröfen aus mineralischen Speichermaterialien, die an Ort und Stelle handwerklich gesetzt werden. Errichtung bis einschließlich 31.12.2014 Keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Errichtung ab 01.01.2015 Ausstattung mit nachgeschalteter Einrichtung zur Staubminderung nach dem Stand der Technik, es sei denn, sie halten folgende Grenzwerte ein: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Grundöfen 1,25 0,04 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte kann entweder durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers, oder durch eine Messung vor Ort durch einen Schornsteinfeger geführt werden. Herde, Backöfen, Küchenöfen, Heizungsherde Errichtung bis einschließlich 21.03.2010 bei nichtgewerblichem Gebrauch und einer Nennwärmeleistung unter 15 kW besteht keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Errichtung ab 22.03.2010 bis einschließlich 31.12.2024 Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Herde 3,0 0,075 Heizungsherde 3,5 0,075 Errichtung ab 01.01.2025 Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Herde 1,5 0,04 Heizungsherde 1,5 0,04 Sonstige Einzelraumfeuerungsanlagen Alle Feuerstättenarten, die in der Tabelle bislang nicht genannt wurden (z.B. Kamin- und Pelletöfen, Kachelofeneinsätze) unterliegen den folgenden Regelungen. Errichtung bis einschließlich 21.03.2010 Weiterbetrieb nur unter Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Einzelraumfeuerung 4,0 0,15 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte kann entweder durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers, oder durch eine Messung vor Ort durch einen Schornsteinfeger geführt werden. Kann ein solcher Nachweis nicht geführt werden (Grenzwerte werden nicht eingehalten), sind die Feuerungsanlagen zu folgenden Zeitpunkten mit einer Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen nach dem Stand der Technik nachzurüsten oder außer Betrieb zu nehmen. Datum auf Typenschild Zeitpunkt der Nachrüstung oder Außerbetriebnahme Bis einschließlich 31.12.1974 oder nicht mehr feststellbar 31.12.2014 01.01.1975 bis 31.12.1984 31.12.2017 01.01.1985 bis 31.12.1994 31.12.2020 01.01.1995 bis einschließlich 21.03.2010 31.12.2024 Errichtung ab 22.03.2010 bis einschließlich 31.12.2014 Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Mindestwirkungsgrad [%] Raumheizer mit Flachfeuerung 2,0 0,075 73 Raumheizer mit Füllfeuerung 2,5 0,075 70 Speicheröfen, Kamineinsätze 2,0 0,075 75 Kachelofeneinsätze mit Flachfeuerung 2,0 0,075 80 Kachelofeneinsätze mit Füllfeuerung 2,5 0,075 80 Pelletöfen ohne Wassertasche 0,40 0,05 85 Pelletöfen mit Wassertasche 0,40 0,03 90 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte wird durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers (Typprüfung) geführt. Errichtung ab 01.01.2015 Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Mindestwirkungsgrad [%] Raumheizer mit Flachfeuerung 1,25 0,04 73 Raumheizer mit Füllfeuerung 1,25 0,04 70 Speicheröfen, Kamineinsätze 1,25 0,04 75 Kachelofeneinsätze mit Flachfeuerung 1,25 0,04 80 Kachelofeneinsätze mit Füllfeuerung 1,25 0,04 80 Pelletöfen ohne Wassertasche 0,25 0,03 85 Pelletöfen mit Wassertasche 0,25 0,02 90 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte wird durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers (Typprüfung) geführt. Wie in der obenstehenden Tabelle dargestellt, müssen einige Feuerungsanlagen mit einer Staubminderungsanlage nach dem Stand der Technik (Staubabscheider) nachgerüstet werden, damit sie die geforderten (Staub-)Grenzwerte einhalten und weiter betrieben werden können. Ein Staubabscheider darf nur verwendet werden, wenn für ihn eine Bauartzulassung vorliegt. Die Bauartzulassung wird i.d.R. vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) erteilt, welches auch eine Liste an zugelassenen Staubabscheidern auf seiner Internetseite veröffentlicht ( Staubabscheider für Feuerungsanlagen | DIBt - Deutsches Institut für Bautechnik ). Um dem Stand der Technik zu entsprechen, muss der Staubabscheider einen Staubabscheidegrad von mindestens 50 % erreichen (VDI 3670:2016). Für Einzelraumfeuerungsanlagen werden in der Regel elektrostatische Abscheider oder filternde Abscheider genutzt. Der Einbau eines Staubabscheiders sollte frühzeitig mit dem zuständigen Schornsteinfeger abgestimmt und von einem Schornsteinbau- oder Ofenbaufachbetrieb durchgeführt werden, um sicher zu gehen, dass alle Anforderungen erfüllt sind. Neue Einzelraumfeuerungsanlagen werden sowohl als Kompaktanlagen mit integrierten Emissionseinrichtungen (Staubabscheider, Katalysator) als auch Öfen mit separatem Zubehör für die Rauchgasreinigung vertrieben. Auf dem deutschen Markt dürfen nur Einzelraumfeuerungsanlagen angeboten werden, die für das Gesamtsystem, das heißt Ofen gemeinsam mit Emissionsminderungseinrichtung, die Typprüfung nachweislich bestanden haben. Bei der Beschaffung (z. B. über den internationalen Online-Handel) ist darauf zu achten, dass eine Ofenanlage mit dem gegebenenfalls notwendigen Zubehör für die Rauchgasreinigung erworben wird.